アクアポリンによる尾骨両生類の水恒常性の分子および細胞調節

アクアポリン（AQPS）は、細胞内の水輸送に重要な水路タンパク質です。Anuran AQPファミリは、少なくともAQP0-AQP5、AQP7-AQP10、およびAQPA1とAQPA2として指定された2つのアヌラン固有のタイプで構成されています。Hyla japonicaでは、AQP2（AQP-H2K）と2つの形態のAQPA2（AQP-H2とAQP-H3）が存在します。膀胱、および腹側骨盤皮膚のAQP-H2とAQP-H3の両方。それらは、アルギニンバソトシン（AVT）に応答して、細胞質プールから頂端原形質膜への転座を示し、それにより頂端膜を横切る水輸送を調節します。水生から水生生物から樹木の生息地までの5つのアヌーラン種におけるAQPA2の組織分布は、AQP-H2が膀胱型AQPであり、AQP-H3は腹側骨盤皮膚型AQPであることを示唆しています。さらに、AQP-H2Kは腎臓に固有のようです。一方、Hyla AQP3（AQPH3BL）は、AVT刺激に関係なく、タイトな上皮細胞の基底外側原形質膜に位置しています。これらの発見は、アヌーランAVT依存性浸透圧臓器がトランセピセリアル水輸送の出口部位でAQP3を利用していることを示唆していますが、侵入部位では、尿中bladder、H3-like aqpa2のH2-like AQPA2として基本的に異なるAQPを採用します。骨盤皮膚では、腎臓のandaqp2。Anuran AQP3は、外皮をめぐる広範な分布も示しており、表皮の主要細胞の基底外側原形質膜に沿って配置されています。Anuran Aqp3mightは、水とグリセロールを供給することにより、表皮を皮膚の水損失から保護する可能性があります。さらに、免疫組織化学的研究は、アヌランAQP3とAQP5が粘膜とアフリカアセノパスの小さな粒状腺からの等湿液分泌に関与し、湿った皮膚の維持、皮膚ガス交換、体温調節の維持を支援することを示唆しています。興味深いことに、ゲノムおよび分子の系統解析は、アヌランAQP2、AQPA2、およびAQP5が単一の先祖AQP遺伝子の局所遺伝子複製を通じて生じた可能性を示しています。

Aquaporins (AQPs) are water channel proteins important for transcellular water transport. Anuran AQP family consists of at least AQP0-AQP5, AQP7-AQP10, and two anuran-specific types, designated as AQPa1 and AQPa2. In Hyla japonica, AQP2 (AQP-h2K) and two forms of AQPa2 (AQP-h2 and AQP-h3) reside in the tight-junctioned epithelial cells of three major osmoregulatory organs, i.e. AQP-h2K in the kidney, AQP-h2 in the urinary bladder, and both AQP-h2 and AQP-h3 in the ventral pelvic skin. They show translocation from the cytoplasmic pool to the apical plasma membrane in response to arginine vasotocin (AVT), thereby regulating water transport across the apical membrane. Tissue distribution of AQPa2 in five anuran species, from aquatic to arboreal habitats, suggests that AQP-h2 is a urinary bladder-type AQP, while AQP-h3 is a ventral pelvic skin-type AQP. Further, AQP-h2K seems to be specific to the kidney. On the other hand, Hyla AQP3 (AQPh3BL)is located in the basolateral plasma membrane of the tight epithelial cells, irrespective of AVT stimulation. These findings suggest that anuran AVT-dependent osmoregulatory organs utilize AQP3 at the exit site of the transepithelial water transport, whereas at the entry site they basically adopt different AQPs as translocatable water channels: h2-like AQPa2 in the urinary bladder, h3-like AQPa2 in the pelvic skin, andAQP2 in the kidney. Anuran AQP3 also shows an extensive distribution over the integument, and is located along the basolateral plasma membrane of principal cells of the epidermis. It is possible that anuran AQP3might protect the epidermis against cutaneous water loss by supplying water and glycerol. In addition,immunohistochemical studies suggest that anuran AQP3 and AQP5 might be involved in the isoosmotic fluid secretion from the mucous glands and Xenopus small granular glands, possibly aiding maintenance of the moist skin, cutaneous gas exchange, and thermoregulation. Intriguingly, genomic and molecular phylogenetic analyses indicate the possibility that anuran AQP2, AQPa2, and AQP5 might have arisen through local gene duplication of a single ancestral AQP gene.